用电信息采集系统双向互动功能设计及关键技术

用电信息采集系统是建设坚强智能电网的物理基础,是连接供电企业和电力客户的桥梁与纽带,其能否实现双向互动将直接影响供用电双方的沟通交流效率。分析了电力客户、电网企业、社会发展对智能用电互动技术的需求,提出双向互动的信息采集、综合监控、能效分析、信息发布、安全认证、设备控制、用电策略功能设计方案。结合专变用户、一般工商业用户以及居民用户的自身特性,建立了科学合理的互动化需求模型,论述了数据存储、数据检索、信息模型、通信、安全防护等支撑双向互动功能的关键技术,为实现电网与用户能量流、信息流、业务流的双向交互提供了一种有效渠道。     

基于逻辑回归模型的电能替代用户辨识研究

当前电网在推广电能替代过程中存在走访效率低、信息难以整合的问题,利用大数据技术在信息处理上所具备的高效、高速、便捷的特点,可实现企业对每个用户精准定位、差异化营销的目标。在分析目前电网用户用能现状的基础上,通过“行业-领域-用户”三层架构分析方法,将用户按行业、设备特征归纳聚类,并结合当前电网已有数据,深入挖掘电能替代用户用能、用电特征,构建电能替代用户判别模型,从而提升电网业务的工作效率和经济效益。     

“煤改电”区域内的电网运行管控体系研究

大量电取暖负荷涌入电网,对"煤改电"区域的电网运行管理提出了更高要求。基于"煤改电"区域的运行管理,并根据"煤改电"区域用电需求随机、用户停电敏感度高、高峰负荷冲击性强等特点,研究并提出了一种新型区域电网运行管控体系。从建立评价模型来预测"煤改电"负荷、主动安排停电计划、实现信息系统下的精益化管控、构建制度保障下的责任体系等方面,系统分析和研究了这种基于"煤改电"的电网运行管控体系。最后,从企业经济效益、社会效益、电网运行效率、营商环境等方面验证了这种新型区域电网管理体系的高效性和先进性。     

集群控制下智能电网用户公平售电竞价策略

在电网与具有新能源分布式发电设备和储能设备用户逐渐实现电能与信息双向互动的背景下,构建一种"网-荷"信息与电能融合的互动分层控制模型。针对售电侧逐渐开放,越来越多具有新能源分布式发电设备用户可以作为售电侧向电网售电的情景,为高效有序地实现用户富余电量上网,提出一种用户公平售电竞价策略。用户公平售电竞价策略沿用Vickrey拍卖规则中第二价位拍卖的思想,采用真实报价以实现用户集群总收益最大。最后,对用户公平售电竞价策略与Vickrey拍卖策略进行仿真对比,结果表明用户公平售电竞价策略提高了用户集群的总收益,进而提高电网用户参与"网-荷"互动的积极性,有效地使分散用户的分布式新能源发电设备集中接入电网。     

具有电力需求预测更新的智能电网实时定价机制

智能电网环境下,基于需求侧管理的电力需求实时预测和定价机制对于维持电力供需平衡,削峰填谷至关重要。文中引入贝叶斯信息更新方法对智能电网中用户电力需求信息进行实时预测更新,然后将售电商与用户之间的实时电价与电力需求策略互动行为生成一主多从博弈模型并进行均衡分析。通过数值仿真分析,在与无电力需求预测更新下的智能电网实时定价机制对比以后,发现所提出的具有电力需求预测更新的实时定价机制可以提高用户用电满意度和参与需求侧管理的积极性,同时也增加了售电商利润。     

区域电网竞价策略研究

根据区域电网的特点,研究售电公司、电网公司和用电客户之间的电量交易。考虑到交易过程中的供需差异等因素,建立了基于输电费用优化的非合作博弈售电策略模型。以区域电网为例,分析各利益主体在非合作博弈模型下的纳什均衡售电策略。算例分析结果表明,非合作博弈售电策略模型不仅可为售电公司提供竞价参考、平衡可再生能源和传统火电之间的利益,同时也可降低区域电能供需不平衡概率,保障电力市场安全运行。     

光纤到户关键技术及运营模式研究

电力光纤到户是电网功能由单纯输电迈向智能电网的重要标志,它不仅满足了用户用电的灵活多样性需求,同时也实现了能源、信息的综合配置和资源共享,从而大幅度降低网络建设成本,提高网络综合运营效率,是建设节约型社会的重要手段.文章通过解读国家电网"十二五"通信规划,从电力光纤到户的关键技术-光纤复合低压电缆和以太无源光网络、运营...     

西藏“十四五”电力发展重点探讨

西藏清洁能源资源尤其是水电资源十分丰富。但由于电源开发程度较低,加之电源出力特性与电网负荷特性不匹配,“十二五”以来西藏电网长期呈现出“丰盈枯缺”的供需特点。随着清洁能源开发力度的不断加大,“十四五”西藏电源整体投产规模将远远超过其实际用电需求,但新增电源又大多远离电网负荷中心。如何满足用电需求并促进电源和电网协调发展,为构建国家清洁能源基地奠定基础,将成为西藏“十四五”电力发展的首要课题。根据西藏电网结构、电源分布及供需形势,结合能源资源特点,通过研究对比“十四五”及以后电力供应措施,明确西藏“十四五”电力发展重点。     

西藏“十四五”电力发展重点探讨

西藏清洁能源资源尤其是水电资源十分丰富。但由于电源开发程度较低,加之电源出力特性与电网负荷特性不匹配,“十二五”以来西藏电网长期呈现出“丰盈枯缺”的供需特点。随着清洁能源开发力度的不断加大,“十四五”西藏电源整体投产规模将远远超过其实际用电需求,但新增电源又大多远离电网负荷中心。如何满足用电需求并促进电源和电网协调发展,为构建国家清洁能源基地奠定基础,将成为西藏“十四五”电力发展的首要课题。根据西藏电网结构、电源分布及供需形势,结合能源资源特点,通过研究对比“十四五”及以后电力供应措施,明确西藏“十四五”电力发展重点。     

Optimal Resource Management of Microgrids in a Competitive Market Environment Using Dual Layer Control Approach

Abstract

Renewable integrated microgrids effectively contribute in reducing GHG emissions substantially, at a global level. A multi-agent control system to facilitate information exchange for a microgrid participating in the deregulated framework of the electricity market is proposed. A novel energy management system, aimed at the effective utilization of RES and stored energy in PHESS in order to ensure maximum priority based social benefit to the microgrid controller is presented. The intermittent nature of RES which might cause uncertainties in availability during real-time dispatch, is effectively dealt in the proposed dual layer control approach, through optimal usage of PHESS and employment of load prioritization technique in the proposed renewable microgrid. Thus, the research carried out in this work not only ensures the committed power exchange is maintained constant in both DASL and RTDL, but also contributes significantly in PBSB maximization of the microgrid, while managing real-time uncertainties in RES availability. The importance of pre-prioritizing the loads is put forth, in order to ensure that, if load curtailing needs to be done during peak demand intervals, the critical loads must not suffer. The developed algorithm has been successfully implemented on a 16 bus microgrid interconnected with a 30 bus main grid.     

One metric to rule them all: A common metric to comprehensively value all distributed energy resources

Traditional energy and demand savings metrics for distributed energy resources (DER) do not accurately describe the value of DERs to meet future energy needs, minimize grid investments, maintain reliability, and reduce greenhouse gasses. This problem is exacerbated in an increasingly renewable grid in which DER impact varies significantly with time and location. Moreover, different DERs are also valued using disparate metrics; this fragmented DER valuation and procurement creates process and economic inefficiencies. A new path forward is the Total System Benefits metric (TSB); the TSB aggregates all electric system benefits, and relevant environmental externalities that accrue to DERs. The TSB is the only metric that comprehensively values DER’s to meet future electric system needs and environmental policy goals. This common metric will enable electricity planners, regulators, utilities, and implementers to best deploy and track DER to meet electric grid and environmental policy needs. This paper explains why the TSB is the right metric to value all DER, data requirements to develop the TSB, how to express DER in terms of the TSB, and lessons learned so far from California's implementation of the TSB.     

用户用电信息采集系统的深化应用研究综述

用电信息采集系统是能源基础数据采集、电网状态实时感知以及业务需求敏捷响应的实现载体,是“大营销”体系以及“坚强智能电网”建设过程中的重要内容。目前,用电信息采集系统“全覆盖”的建设目标基本完成,实现该系统的深化应用已成为当前首要任务。文章介绍了用电信息采集系统的组成结构,并以四川电网为例论述和分析了基于用采数据的有序用电和负荷控制、高速宽带电力线载波(High-speed Wide-band Power Line Carrier,HPLC)深化应用、配变监测、台区体检、远程开户以及远程充值优化提升等多项业务的深化应用情况,为建设新一代数字化、智能化、信息化和自动化的用电信息采集系统提供参考。     

面向分布式电源就地消纳的园区分时电价定价方法

在能源互联网的背景下,园区运营商首先对内利用分布式电源满足园区用电需求,然后对外进行不平衡能量交换。园区运营商通过制定差异化分时电价套餐,挖掘园区用户的需求响应潜力,能够促进分布式电源就地消纳,优化园区内外交换负荷,对此提出一种园区分时电价定价方法。首先,综合考虑园区用户的用电负荷和需求响应特征,基于谱聚类算法形成园区用户群体;然后,根据园区用户群体的用电负荷特征,基于k-means聚类算法确定分时时段;最后,构建园区分时电价定价优化模型,形成面向不同园区用户群体的差异化分时电价套餐。根据算例分析可知,基于该方法制定园区分时电价,能够有效提高园区分布式电源的就地消纳率和综合利用效率、与外部电网的友好程度和整体经济性。     

微电网并网运行的市场运营机制设计

在输配分开的电力市场环境下,为了实现微电网的智能化市场运作,需要结合微电网自身特点设计一套可行的市场运行机制。提出“发电驱动负荷”模式,在保证与主网电力市场相容的基础上,基于多代理系统的市场运营控制体系,计及可中断负荷和储能装置的灵活市场行为,融入需求侧响应机制,负荷用户可根据自身相对需求向微电网市场控制平台提交需求报价信息,构建微电网并网运行的合同市场和实时平衡市场,设计了竞价规则和模型,并针对几个关键问题进行了讨论。     

智能电网框架下的需求侧管理展望与思考

资源和环境的双重压力将全球电力工业带入了智能电网时代,使电网智能化的核心就是全面、动态地整合用户侧资源,包括负荷以及电力使用的相关信息.因此,需求侧管理是智能电网最重要的组成部分之一.分析了传统的需求侧管理关键技术及实施时遇到的问题,然后针对智能电网时代引入的技术变革会给需求侧管理带来的影响和机遇进行了展望,最后就中国面向智能电网的需求侧管理建设给出了具体的步骤和建议.     

需求侧响应下的微网源-网-荷互动优化运行

微电网是利用可再生能源的主要方式之一,是典型的"源-网-荷"一体化系统,与智能电网、需求侧管理、分布式电源等技术联系紧密,目前已经成为能源研究的重要领域。本文通过考虑微网内源侧的不同类型分布式能源运行特点、负荷侧的不同类型需求侧响应方式以及网侧的电压约束等,建立了微网源-网-荷互动优化运行数学模型,通过滚动优化算法进行仿真分析。算例分析表明,利用本文提出需求侧响应下的管理系统模型,不仅提高了电网用电的经济性和环境友好性,而且降低了微网的负荷峰值和负荷冲击,提高了用电效率。     

智能电网下的用电服务新技术

智能用电是中国坚强智能电网的重要组成部分,其建设的好坏直接关系到电网的能源使用效率、经济运行和有序用电。基于对智能用电技术国内外研究现状的分析,本文探讨了我国用电服务技术存在的问题和差距。结合我国智能电网的发展计划,从用电业务体系、量测控制技术、信息通信技术、客户服务体系、需求侧管理、检验检测技术6个领域对智能用电的关键技术进行了深入分析,并展望了我国智能用电技术的未来发展趋势。     

光储充一体化快充站日前运行策略

针对电动汽车光储充一体化快充站的优化运行提出一种日前运行策略.考虑光伏出力与快充负荷的不确定性,应用基于场景的随机优化方法,以期望运行成本最低为目标,在满足储能系统循环寿命损耗限制的条件下,制定下一日的交换功率参考值.快充负荷场景利用序贯蒙特卡洛模拟方法基于非齐次泊松过程假设生成.利用分段线性化的储能循环寿命损耗计算模型,对与放电深度相关的储能寿命损耗进行精细化建模.通过算例验证了文中策略在应用储能系统响应电价信号进行削峰填谷方面的有效性.     

考虑天然气压力能综合利用的微能网气-电需求响应模型

针对天然气压力能利用模式单一及调压站冷能利用困难导致的能源利用率低等问题,提出天然气高压管网压力能发电和冷能综合利用集成方案,并针对调压站地理特性及各能源供给波动性导致的能源供应不稳定等问题,构建了天然气压力能与电、气、冷、热等多种能源相结合的微型综合能源网架构,实现其多能耦合互补;同时,通过价格型和激励型2类响应建立气-电综合需求响应模型,前者基于价格弹性矩阵建立气负荷和电负荷的需求响应模型,后者通过补贴激励的方式对天然气管网进行调峰。综合考虑该微型综合能源网的能耗成本、运维成本、环境成本及需求响应,构建考虑天然气压力能综合利用的微能网气-电需求响应优化调度模型,计算分析了不同场景下微能网电-气-冷能的优化调度结果,对所提出的集成方案及气-电需求响应模型的可行性与有效性进行了验证。     

考虑多类型综合需求响应的电热耦合能源系统可靠性评估

随着城市电网中电热等多类型负荷的持续增长,为保证高负载率情况下的可靠性水平,需要通过电热等能源的综合需求响应提升系统的供能可靠性。为此,文章提出了一种考虑多类型综合需求响应的电热耦合能源系统可靠性评估方法。首先,分析了电热耦合能源系统的基本结构以及所研究的边界条件。其次,介绍了电热耦合系统中不同元件的出力模型与状态模型。然后,建立了基于电价与基于激励2种模式下的电热综合需求响应模型,并以此为基础提出了故障影响分析的方法以及可靠性评估的流程。最后,通过实际算例比较了不同综合需求响应方案下的可靠性指标与经济性水平,以指导电网公司进行最优综合需求响应方案的选择,从而证明了所提方法的有效性和实用性。